我國核燃料循環標準化發展戰略研究

潘建均，王毅韌，李筱珍，康椰熙，張宏偉，郭建新，鄭剛陽，王妍妍

（1.中核戰略規劃研究總院有限公司，北京100048；2.國家國防科技工業局，北京100048；3.中國工程物理研究院研究生院，北京100088；4.中國原子能工業有限公司，北京100032）

一、前言

核燃料循環是核工業的重要組成部分，開發先進的核燃料及其相關材料是保證核電安全高效發展的最關鍵問題 [1]。標準化工作在核燃料循環產業和技術發展中發揮了重要作用。當前，國內外高度關注核燃料循環標準化研究工作，相關研究成果涉及鈾礦冶標準化 [2,3]、核燃料標準化 [4]、核設施退役標準化 [5]、核安全標準化 [6]等領域。目前，以美國、法國等為代表的核燃料循環技術先進國家，已經建立了相對完整的標準體系，在核電出口的帶動下，推動本國標準成為事實上的國際標準。我國經過多年發展，初步建立了由國家標準、行業標準和企業標準構成的核燃料標準體系，在核電“走出去”的引領下，核燃料循環產業迎來了新的機遇和挑戰，亟需核燃料循環標準化工作提供支撐保障并發揮引領作用。

本文作為“中國核工業標準化發展戰略咨詢研究”項目的學術性成果展示，分析核燃料循環標準化的發展現狀，圍繞核燃料循環標準化面臨的形勢與亟待解決的關鍵問題，研究核燃料循環標準化戰略目標、戰略任務，并提出相關政策建議，以期為我國核燃料循環標準化發展和有關部門決策提供支撐與參考。

二、核燃料循環標準化面臨的新需求

（一）新發展理念對核燃料循環標準化提出新要求

標準是核燃料循環產業環境保護的硬約束，要加強節能、安全、綠色標準的制定與實施，推動核燃料循環產業的轉型升級。隨著生態環境保護要求的不斷提高，現有標準已經不能滿足綠色核燃料產業發展的需要。例如，在鈾礦勘查領域，一些用于鈾礦勘查的傳統山地工程將不再允許實施，為此，需要突破綠色勘查關鍵技術，確保鈾礦產業綠色發展和可持續發展，亟需研制綠色勘查技術和數字化勘查技術的相關標準。

（二）高質量發展對核燃料循環標準化提出新要求

與國外先進水平相比，我國核燃料循環產業中的部分關鍵環節的發展質量水平還有很大差距。例如，在鈾礦地下開采領域，我國與加拿大、澳大利亞、納米比亞、南非等鈾礦生產大國的高效采礦技術和先進采掘裝備相比仍存在較大差距；在鈾純化轉化領域，我國的主體設備連續穩定運行時間相對較短，檢修/維修相對頻繁，導致工作環境差、生產人員偏多、生產效率低。為此，核燃料循環標準需要全面提升產業發展質量和發展效率，強化標準的引領作用，推動核燃料循環產業開展質量變革和效率變革。

（三）自主可控對核燃料循環標準化提出新要求

我國核燃料循環產業的一些核心技術還不具有自主知識產權，只能被動執行國外標準，關鍵核心技術受制于人的局面尚未根本改變，仍面臨諸多急需破解的瓶頸問題。如在核燃料元件領域，相關標準尚未自主可控，為此，我國核燃料元件產業今后迫切需解決的重大問題是加大核燃料元件技術研發力度，建設和完善具有自主知識產權的核燃料元件技術體系和標準體系。

（四）國際化發展對核燃料循環標準化提出新要求

隨著我國“一帶一路”倡議和核電“走出去”戰略的實施，核燃料作為核電“走出去”的重要支撐，其技術和產品也將會進入國際市場，而產品競爭的核心是標準的競爭，迫切需要核燃料標準發揮橋梁紐帶作用，搶占國際技術前沿和商業市場。當前，我國在核燃料循環產業的一些關鍵領域還沒有形成具有自主知識產權的標準，為應對國際競爭，亟需構建具有我國自主知識產權的核燃料循環標準體系，打破技術和貿易壁壘的限制，積極推動核燃料循環產業“走出去”。

三、核燃料循環標準化發展現狀

（一）國外核燃料循環標準化發展現狀

1.美國

美國標準多是由政府機構和民間標準化組織來制定的，其中民間標準化組織發揮著主導作用，這種模式能夠對市場需求做出快速、準確而又靈活的反應。在核燃料循環領域，美國政府相關部門發布的標準包括“聯邦管理法規第10部分‘能源’” （10 CFR）系列、“美國核管理委員會管理導則”（RG系列）、美國能源部技術標準等；民間標準化組織制定的標準包括由美國核學會（ANS）、美國材料和試驗學會（ASTM）、美國機械工程師學會（ASME）等機構發布的標準。這兩個層面的標準并不是孤立的，相互之間通過大量的標準引用，有力推動了標準的實施，如在制定10CFR和RG系列時，引用民間組織發布的標準達5000余處。

2.法國

法國積極承擔國際標準化組織的標準化技術委員會秘書處職責，在國際標準化領域具有較強影響力。法國既有國際標準化組織核能標準化技術委員會（ISO/TC85）秘書處，同時也有ISO/TC85輻射防護分標準化技術委員會（ISO/TC85/SC2）秘書處。法國利用國際標準化組織技術委員會秘書處平臺和較強的標準化技術能力，將鈾產品檢測方法、輻射防護等領域的大部分國家標準轉化成為國際標準化組織的國際標準。另外，法國核工業領域的標準化機構比較集中，法國核島設備設計和建造規則協會（AFCEN）是法國核工業標準化工作的主要機構。AFCEN編制的核電廠設計與建造（RCC）系列標準涉及核電、核燃料、核聚變等核工業多個領域，在國際上也具有較強的影響力。

3.俄羅斯

俄羅斯高度重視標準化工作，建立了統一的管理體制，積極推動跨國標準、國家標準、行業標準的制定；重視標準的復審工作，積極推動縮短國家標準的編制周期。為更好促進核工業發展和服務核電技術出口，俄羅斯在核技術標準方面逐步加強標準化體系建設工作。俄羅斯國家原子能集團公司（Rosatom）是俄羅斯核工業的核心企業，積極參與標準化工作，制定了核技術標準化戰略。

綜上，通過分析美國、法國、俄羅斯等國家在核燃料循環標準化方面所做的工作，我們可以看出：一是要重視民間標準化組織的作用，加強團體標準建設；二是要重視國際標準化工作，以標準帶動和引領產業“走出去”；三是要加強企業標準建設，筑牢標準基礎。

（二）我國核燃料循環標準化發展現狀

1.我國核燃料循環標準體系基本形成

我國核燃料循環現行有效標準近900項，其中國家標準有180項、核行業標準有700項、能源行業核電標準有20項，涉及鈾礦地質勘查、鈾礦采冶、鈾純化轉化、核燃料元件、核設施退役與放射性廢物處理、輻射防護與核安全等多個領域。

在標準總量方面，現行有效的核燃料循環標準還不能滿足我國核工業產業發展的需要，特別是在核燃料循環后段缺口較大；在標準技術先進性方面，與美國、法國等國家相比，我國現行有效的核燃料循環標準總體上還處于跟跑水平，具有自主知識產權的標準不能覆蓋所有核心關鍵技術，能夠引領產業發展的標準數量偏低。因此，我國核燃料循環標準在數量和先進性上都有較大提升空間。

2.我國核燃料循環標準實施效果顯著

我國核燃料循環標準建設起步于20世紀80年代，限于技術敏感性和國外管控，相關標準大多是基于我國核燃料循環的科研與生產實踐經驗的總結編制而成的，如鈾礦地質勘查、鈾礦采冶、鈾純化轉化、核燃料元件、核設施退役與放射性廢物處理等領域的標準基本上都是根據我國自主技術編制而成；少量標準是在吸收借鑒國外標準的基礎上、再結合我國實踐經驗轉化而制定的，如核安全、輻射防護等領域的標準，借鑒了國際原子能機構（IAEA）的相關導則和技術文件。我國核燃料循環標準體系的建設反映了我國科研生產的需要，并得到了良好的推廣和應用，為科研生產發揮了重要的支撐作用。

四、核燃料循環標準化發展面臨的問題

（一）工作機制不健全，制約了標準化支撐保障作用的發揮

“十二五”以來，我國核燃料產業通過自主研發，形成了一批重要的、具有自主知識產權的科研成果，積累了寶貴經驗，但卻沒有及時轉化為相關的技術標準，如我國已建成具有完全自主知識產權的全球第一條工業規模的高溫氣冷堆元件生產線，但相關標準的編制卻剛剛起步。

標準實施的推動機制和反饋機制有待健全。目前，法律和標準的融合程度不夠，與美國、法國等國家相比，我國法律對標準的引用不多，技術標準的地位有待提升，標準實施有待加強。反觀，美國10CFR中大量引用了本國的相關技術標準，法國《法國核設施安全法規匯編》引用了RCC標準。當前我國標準的實施反饋機制還不健全，標準發布部門對標準使用情況掌握程度不夠，標準實施單位反饋意見的渠道不暢，這在一定程度上制約了標準質量的進一步提升。

標準化激勵機制有待健全。標準化工作需要科研生產單位進行持續投入和長期積累，但產生的經濟和社會效益短期內不太明顯且無法量化。為此，我國核燃料循環產業科研生產單位的標準化工作積極性和主動性還有待進一步激發。

（二）核燃料循環標準發展不平衡，后段標準缺口較大

長期以來，在核電等產業發展需求的帶動下，我國在核燃料循環前段標準化領域開展了大量工作，如在鈾礦地質勘查、鈾礦采冶、鈾純化轉化、核燃料元件等核燃料循環前段領域初步建立了與科研生產相配套的標準體系；但在核燃料循環后段領域投入不足，標準缺口較大，如在乏燃料運輸、后處理、核設施退役及放射性廢物治理等領域，標準數量還不能滿足產業發展需求。

（三）核燃料循環標準技術水平有待提高，標準的引領作用不夠

我國核燃料循環領域的一些技術標準以引進轉化為主，核燃料循環標準技術水平總體上處于跟跑水平。與美國、法國等先進國家相比，我國在燃料元件制造、后處理、核設施退役及放射性廢物治理等領域還存在較大差距。基礎材料領域的一些核心技術標準還不具有自主知識產權，具有引領性的高水平標準數量低。

（四）標準化支撐保障能力不強

我國核燃料循環領域的標準體系對本行業的支撐與保障能力有待提升。具體來看，對重大工程的標準化支持能力不足，部分標準與科研生產實際、工程需求結合不夠，支撐保障作用不突出；標準國際化能力亟待加強，與ASME、AFCEN等先進標準化組織相比，我國在國際標準化工作中的話語權較弱，在國際競爭中處于跟隨角色；標準化基礎研究能力不強，由于基礎數據積累不夠，一些技術標準的關鍵指標只能參考國外標準，再加上試驗驗證設備缺乏，無法開展適合我國實際的符合性驗證。

五、核燃料循環標準化的主要任務

為充分發揮標準的規范和引領作用，預計到2025年，我國核燃料循環標準體系基本健全，關鍵領域標準普遍完善；到2035年，形成完整的核燃料循環標準體系，標準整體質量和先進性顯著提升，國際標準化水平大幅提升，國際影響力顯著增強。為實現上述目標，今后我國核燃料循環標準化工作需要開展的主要任務具體如下。

（一）補齊核燃料循環后段標準短板，推動核燃料循環產業可持續發展

開展乏燃料運輸、核設施退役及放射性廢物治理標準建設，將標準化與核設施退役等重大工程任務同論證、同部署、同實施，補足核燃料循環后段標準短板，發揮標準對核燃料循環后段的支撐和保障作用，解決核能發展的后顧之憂，助力核燃料循環、核能產業可持續發展。

1.乏燃料運輸標準

結合國際和國內對乏燃料運輸的相關要求，開展乏燃料“公海鐵”聯運標準體系研究和制定工作，重點圍繞乏燃料運輸容器、包裝、運輸過程在線監控、輻射監測、路徑選擇、運輸站場、運載工具、運輸組織、綜合管理、質量保證等開展相關標準的制定/修訂工作，建立健全乏燃料“公海鐵”聯運技術標準體系，保障乏燃料運輸有序進行。

2.后處理標準建設

構建適用于我國后處理發展路線的標準體系。重點開展濕法后處理臨界安全、輻射安全、工業安全，后處理總體、主工藝系統、輔助工藝系統、建（構）筑物設計，后處理化工設備、機械設備、儀控電設備、監測設備和后處理專用材料，后處理調試，工藝控制、分析、產品、檢驗、維修，運行限制和條件，乏燃料運輸容器、輻射監測、應急安全等領域的標準研制。

3.核設施退役及放射性廢物治理標準建設

按照IAEA的最新要求，開展鈾礦冶設施退役、退役治理輻射安全與環境保護、放射性廢物最小化、高放廢液處理、放射性輕微污染物料解控、放射性廢物處置、退役技術、退役終態、核設施退役費用、深地質處置等領域標準研制。開展選址和場址評價技術、地質處置現場試驗技術、地質處置工程及工藝技術、地質處置安全評價技術等高放廢物地質處置標準研制，與高放廢物地質處置地下實驗室工程同步開展標準研制。與101堆退役工程相同步，開展研究堆退役標準研制，全面建立研究堆退役標準體系。

（二）加大關鍵核心技術標準研制，推動核燃料循環產業自主可控發展

重點開展核燃料循環中關鍵設備、儀器儀表、關鍵材料的標準化研究。一方面，避免核燃料循環的生產受制于人，保障核材料、核燃料的穩定供應；另一方面，加強知識產權、專利與標準化之間的互動，協同發展，共同促進，占領技術高地，增強核心競爭力。

開展先進核燃料元件標準體系構建和關鍵標準研制，在總結三代壓水堆燃料元件、高溫氣冷堆燃料元件、AP1000燃料元件經驗的基礎上，研究構建三代壓水堆燃料元件、高溫氣冷堆燃料元件標準體系。與微堆燃料元件、釷基熔鹽堆、快堆钚鈾氧化物混合（MOX）燃料、事故容錯（ATF）燃料、環形燃料、鉛冷快堆燃料等新型燃料元件的研發同步，開展相應關鍵標準的研制。開展關鍵材料標準研制，以核級鋯合金、耐輻照材料等自主研發技術為基礎，加強關鍵材料標準研制，將專利與標準化結合，發揮標準的引領作用。

（三）加強先進標準研制，推動核燃料循環產業高質量發展

先進標準可帶動從基礎材料、關鍵設備、關鍵工藝到重大裝備乃至整個產業鏈的能力提升。在鈾純化轉化等已基本掌握核心技術的產業領域，以全面提升標準質量為目標，重點開展鈾純化轉化升級換代技術標準編制，促進產業提質增效，支撐產業轉型升級，發揮標準助力綠色發展、標準引領高質量發展的作用。

（四）強化前沿基礎標準建設，推動核燃料循環產業創新發展

依據材料輻照試驗，收集整理相關數據，制定材料輻照性能標準，為燃料設計開發提供參數，以用于核設施退役等工作的標準支撐；在臨界試驗的基礎上，研究制定臨界計算標準，用于指導乏燃料運輸、貯存等。充分利用現有的試驗驗證設備資源，開展標準關鍵要素、核心技術指標的準確性驗證，加強標準基礎研究工作，加大標準自主攻關，全面提升標準的適用性。

（五）加強安全環保標準建設，推動核燃料循環產業綠色發展

圍繞安全、綠色發展需求，重點開展綠色和數字化鈾礦地質勘查采冶標準，推動核燃料循環產業可持續發展，開展綠色勘查技術和數字化勘查，綠色礦山和數字化礦山設計、運行以及共伴生放射性資源開發相關標準研制，構建綠色礦山標準體系；重點開展核與輻射安全標準研制，推動輻射防護材料屏蔽性能測試方法，超鈾核素作業設施及工作場所的現場防護，職業照射、公眾照射與生態環境保護，核燃料循環設施安全分析及技術審查、核與輻射應急準備和響應等領域標準研制。

（六）深度參與國際標準化工作，擴大中國標準國際影響力

1.積極輸出中國提案，為國際標準貢獻智慧

加大國際標準提案的推送力度，及時將技術先進、條件成熟的標準提案向國際標準化組織申報立項。一方面，在輻射安全、鈾產品及分析方法、退役與放射性廢物處理等領域，積極提出中國提案，主導制定國際標準；另一方面，以“華龍一號”核電燃料、鈾礦勘查和采冶、高溫氣冷堆燃料、研究堆低濃核燃料元件等我國具有自主知識產權的先進核燃料技術和產品為基礎，開展國際標準的研制，適時提出提案申請。

2.積極開展國際標準方面的交流與合作

組織我國專家加入國際標準編制組，深度參與標準編制活動，積極參加國際標準化學術活動，進一步提升我國在ISO組織中的影響力；提升我國標準化機構的國際標準化能力，積極承擔區域或國際會議；有序推動國際標準的編制和開展相關技術管理工作，履行相關工作組召集人職責，全力做好工作組內部技術協調和引導工作；做好技術儲備和專業人才培養，適時申報ISO/TC85的其他分技術委員會秘書處。

3.推動區域標準建設，提升國際標準的采標率

加強與“一帶一路”、《區域全面經濟伙伴關系協定》（RCEP）國家和地區的合作交流，推動區域標準建設，共享標準化成果，助力核電、核燃料產業的合作。支持ISO/TC85國際標準的國內轉化研究，提升國際標準采標率，與國際接軌；同時積極跟蹤ASTM、AFCEN等國外先進標準化組織發布的標準，積極學習國外先進經驗。

（七）強化標準化基礎能力建設，推動核燃料循環產業長遠發展

以整體提升核燃料循環標準化能力為目標，重點建立核工業標準高端智庫、核工業標準服務平臺、核燃料循環標準試驗和驗證平臺，推動核燃料循環標準化高端人才、信息化和試驗驗證能力建設，為核燃料循環產業提供高質量的標準化支撐。

1.建立核工業標準高端智庫

充分發揮核工業標準化信息、資源、人才高地的交互和溢出效應，聯合核工業領域各企事業單位、行業協會、高等院校，共同打造核工業標準化高端智庫；形成高水平工作團隊，研究核工業發展規劃、技術路線、需求對接等，為核工業標準化頂層設計提供專業技術支撐，為核工業標準化發展提供專業技術服務。

2.建設核工業標準化服務平臺

建立核工業標準數據庫，涵蓋產品標準、技術標準等，為核工業相關的各級主管部門、科研生產部門提供技術支撐；建設開放、共享的核工業標準咨詢服務平臺，開發服務門戶網站和移動端應用程序（APP），構建智能化數字服務新模式；健全覆蓋標準全生命周期的標準化服務能力，包括標準前期研究、標準制定/修訂、標準使用、標準效果評價和信息反饋等方面。

3.搭建核燃料循環標準試驗和驗證平臺

組織各相關單位共同構建核燃料循環標準試驗和驗證平臺，充分利用已有資源優勢，共享試驗設備和儀器，加強“產學研用”協同創新；依靠平臺資源優勢，提升標準的驗證和評價能力，促進質量提升，開展核燃料循環測試標準的驗證和評價的服務工作，提高核燃料循環標準的權威性。

六、政策建議

（一）推動核燃料循環標準化納入核工業“十四五”發展規劃

核燃料循環標準化工作是核工業領域科研生產的重要組成部分，建議國家有關部門將其納入核工業“十四五”行業發展規劃中，下設核燃料循環標準化“十四五”發展規劃專題，頂層布局，統籌考慮，有序推進核燃料循環標準化的發展，為我國核工業發展提供標準支撐。

（二）健全標準化工作機制

1.建立重大科研及工程項目的實施與標準研制協同機制 [7]

借鑒航空、航天等領域標準化工程的先進經驗，加強標準化與科技創新的協同發展，建立標準化工作與重大科研及工程項目協同機制。建議在重大科研及工程項目中設置標準化專職負責人員，配套標準化專項經費，強化標準化與重大科研及工程項目的協同機制，實現同步規劃、同步建設、同步驗收；建立重大工程、科研項目標準化工作驗收機制，將標準化驗收作為重大工程、科研項目驗收的重要內容之一，及時收集整理和固化技術攻關成果，打通創新成果向標準轉化的渠道；建立核燃料循環工程項目的標準化水平評價體系，提高工程的標準化程度，為工程復制、規模化發展提供技術支持，切實發揮標準化對重大科研及工程項目的基礎性支撐保障作用。

2.建立標準貫徹實施機制

完善相關規章制度，在政府采購、國家重大工程招標、工程項目評審、安全生產評審中引導采用我國標準，將采用自主標準的比例作為政府開展相關工作的一項重要參考指標和企業稅收優惠、市場準入簡化手續等優惠措施的重要依據，提高行業研究和應用自主標準的積極性。

加強標準實施的監督力度，建立標準復審常態化工作機制，明確標準實施評價方法和標準監督管理要求；加強宣傳和貫徹實施，通過宣講培訓、技術交流等方式，多渠道、多層次開展核燃料循環標準宣傳貫徹工作；開展標準實施效果評價方法和標準監督管理機制研究，搭建標準實施反饋平臺，采集標準實施的相關數據，分析掌握標準實施情況，優化實施反饋機制，形成標準“實施-反饋-提升”的良性循環。

（三）加大核燃料循環標準化的經費投入

核燃料循環產業屬于國家戰略產業，市場化程度偏低，建議國家主管部門建立核燃料循環標準化工作專項補貼機制，在標準編制、標準實施、標準基礎研究等方面加大經費投入和資金支持，并保持投入的連續性；對核工業標準化專業機構給予專項工作經費，提升標準化工作的支撐和保障能力。

（四）加強標準化人才隊伍建設

加大核工業標準化技術人才和國際化人才的培養力度。在技術方面培養一批技術過硬、熱衷核工業標準化事業的行業權威專家和一線專家。與ISO、國際電工委員會（IEC）等國際標準化組織以及ASME、AFCEN等國外標準組織建立人才交流機制，選派標準化技術人員和管理人員進行交流訪問，培養一批精通核工業標準化知識、熟悉國際標準化活動規則、具備相應的組織協調能力和良好外語溝通能力的標準化復合型人才 [8]。